Стартовая >> Архив >> Подстанции >> Силовые электрические конденсаторы

Конструкции конденсаторов - Силовые электрические конденсаторы

Оглавление
Силовые электрические конденсаторы
Общие сведения о силовых конденсаторах
Секция и пакет
Конструкции конденсаторов
Технико-экономические характеристики конденсаторов
Условия эксплуатации
Влияние конструктивных факторов на электрическое поле
Промышленные типы конденсаторной бумаги
Синтетические полимерные пленки
Нефтяное масло
Касторовое масло
Жидкости на основе жидких хлорированных углеводородов, жидкости для замены хлордифенилов
Обкладки силовых конденсаторов
Самовосстановление и разрушение слоя металлизации
Кратковременная электрическая прочность
Влияние технологических факторов на характеристики конденсатора
Частотные разряды в конденсаторе
Надежность конденсаторов
Выбор рабочей напряженности
Тепловой расчет конденсатора
Конденсаторы в энергетике
Конденсаторные установки
Шунтовые конденсаторные батареи
Сериесные конденсаторные батареи
Другие применения конденсаторов
Справочные данные

Большинство конденсаторов имеет конструкцию корпуса в виде прямоугольного параллелепипеда. Там, где по условиям эксплуатации требуется значительная длина путей утечки внешней изоляции (конденсаторы связи, отбора мощности, для делителей напряжения и т. п.), применяются ребристые корпуса цилиндрической формы из фарфора. Как правило, конденсаторы в таких корпусах изготавливаются на напряжения от 35 кВ и выше.
Для изготовления прямоугольных корпусов используются как металлы (сталь, латунь, алюминий), так и различные изоляционные материалы (полипропилен, полиамид и др.). Металлические корпуса применяются для конденсаторов со значительным тепловыделением, изоляционные — для конденсаторов на высокие напряжения, тепловыделение в которых невелико. Герметизация металлических и прямоугольных корпусов из изоляционного материала достигается сваркой и пайкой, фарфоровых цилиндрических—с помощью резиновых уплотнений.
Конденсаторы для повышения коэффициента мощности электроустановок переменного тока промышленной частоты выпускаются по ГОСТ 1282-88 и ГОСТ 27390-87. По объему производства (до 70%) они занимают первое место в общем выпуске силовых конденсаторов и относятся к энергосберегающему оборудованию. Условия массового производства требуют максимального сокращения и унификации их типоразмеров.
Конденсаторы типов КЭ и КЭК
Рис. 1.6. Конденсаторы типов КЭ и КЭК (К — косинусный, Э — экологически безопасная пропитка, К — комбинированный диэлектрик) для повышения коэффициента мощности в сетях промышленной частоты: и нулевой (0) габарит: 0 — мерный (I) и   второй (2) габариты

Отраслевыми техническими условиями устанавливаются три основных габарита их корпусов: второй (рис. 1.6, в) с высотой 640 мм, первый (рис. 1.6,6) — 325 мм и нулевой (рис. 1.6, а)—180 мм; площади оснований у всех габаритов составляют 380х 120 мм2 (этот размер сохраняется и для металлических корпусов унифицированных серий других типов конденсаторов). Этими габаритами обеспечивается широкий (от 4 до 250 квар) диапазон мощностей в конденсаторной единице. Напряженности поля в бумажном диэлектрике этих конденсаторов составляют для бумаг среднего качества 15—17 МВ/м в низковольтных (Uном<1000 В) и 17—18 МВ/м в высоковольтных (Uном>1000 В) конденсаторах, а для бумаг повышенного качества соответственно 15-- 17 и 20—21 МВ/м, что не позволяет получить высокие удельные характеристики. В конденсаторах с бумажно-пленочным и пленочным диэлектриками напряженности поля значительно выше (соответственно порядка 40 и 50 МВ/м), и поэтому более чем в 2 раза выше их техникоэкономические показатели.

 
конденсатор ЭЭВК
Рис. 1.7. Конструкция конденсатора ЭЭВК (Э — электротермический: Э — экологически безопасная пропитка, В — водяное охлаждение, К — комбинированный диэлектрик)

Конденсаторы предназначены для работы при естественном охлаждении и изготавливаются для установки на открытом воздухе (наружного исполнения) и внутри помещений  (внутреннего исполнения). Конденсаторы наружного исполнения выпускаются для работы в умеренном климате и тропического исполнения, а также для районов с холодным климатом (исполнение ХЛ). Конструктивно конденсаторы исполнения ХЛ не отличаются от конденсаторов других исполнений, но применяемые в них материалы должны обеспечивать нормальную работу при температурах до —60 -г— 65° С В первую очередь это относится                        к пропитывающих жидкостям, которые должны иметь соответствующую температуру застывания, но также и к характеристиках других материалов, например уплотняющим резинам для конденсаторов в фарфоровых корпусах.
Конденсаторы для электротермических установок на частоты от 0,5 до 10 кГц типа ЭЭВК (рис. 1.7, а) предназначен для повышения коэффициента мощности этих установок и занимают второе место в общем выпуске. Они выпускаются по ГОСТ 18689-81 в стальных или латунных корпусах унифицированной серии с высотой корпуса 350 мм.

Конденсаторы связи и деления напряжения
Рис. 1.8. Конденсаторы связи и деления напряжения серии СМ. ДМ, СМП (С — связи, Д для делителей напряжения. М пропитка нефтяным маслом, II -совмещенный с подставкой);
а — конденсатор тина СМ 166/%/>14 (наружный диаметр 700 мм. высота 1320 мм): б -конденсатор тина СМП; в - конденсатор типа ДМ 30-2.І-ІУІ (наружный диаметр 350 мм. высота 1380 мм): г — колонна конденсаторов (см с. 16)

Ввиду значительны тепловых потерь, которые не могут быть отведены естественным охлаждением, в электротермических конденсаторах с бумажным диэлектриком применяется принудительное водяное охлаждение, осуществляемое с помощью змеевика из медной трубки, по которому протекает охлаждающая вода. В наиболее распространенной конструкции змеевик напаивается непосредственно на выступающую фольгу одного полюса всех секций, как это показано, на рис. 1.7, б. Здесь охлаждающая система и связанный с ней корпус конденсатора находятся под напряжением. В другой конструкции каждая секция изолируется на полное испытательное напряжение и в пакете между ними прокладывается медная фольга, на которую напаивается охлаждающая система. В этом случае ни охлаждающая система, ни корпус не находятся под напряжением. Однако в такой конструкции должны применяться диэлектрические материалы с меньшим, чем в первом случае, значением вследствие худшего отвода тепла.
Конденсаторы на фоне ЛЭП
Рис. 1.8
Рабочие напряженности поля в бумажном диэлектрике таких конденсаторов составляют при номинальной частоте 0,5 кГц от 15,5 до 16 МВ/м, при 1 кГц около Г2,5 МВ/м, при 2,4 кГц от 8 до 9 МВ/м, при 4 кГц от 7 до 7,5 МВ/м, при 10 кГц от 4,5 до 5 МВ/м. Применение бумажнопленочного и пленочного диэлектриков в этих конденсаторах позволяет повысить мощность в единице при сохранении водяного охлаждения.
Конденсаторы для емкостной связи, отбора мощности, делителей напряжения и измерения напряжения в фарфоровых корпусах типов СМ, ОМ, ДМ, НДЕ (рис. 1.8, а — в) выпускаются по ГОСТ 15581-80 в виде отдельных элементов, из которых собираются колонны на соответствующее напряжение фазы линии электропередачи (рис. 1.8, г). Рабочие напряженности поля в них составляют от 12 до 25 МВ/м.
Импульсные конденсаторы предназначаются для различных применений в режиме «зарядка — разряд». Они выпускаются в металлических корпусах как унифицированного, так и других размеров, а также в изоляционных корпусах (рис. 1.9, а—г).  
Импульсные конденсаторы
Рис. 1.9. Импульсные конденсаторы серии ИК (И — импульсный. К — пропитка касторовым маслом):
а - ИК-6-150-ТС4; б - ИК-100-0.4^4ХЛ4‘, в - ИКГ-50-1-УХЛ4

Многообразие конструктивных исполнений импульсных конденсаторов обусловлено особенностями тех установок, в которых они, работают. Рабочие напряженности равны 50-150 МВ/м и болсе.1

КОНСТРУКЦИИ ВЫВОДОВ

Напряжение к пакету, находящемуся в герметично закрытом корпусе, подается с помощью специальных проходных фарфоровых изоляторов (рис. 1.10). В зависимости от конструкции выводов, которые могут быть в виде цилиндрических стержней, плоских шин, коаксиальных цилиндров и др., они могут иметь различные исполнения. Изоляторы герметично соединяются с корпусом конденсатора (рис. 1.11). Герметичность соединения достигается металлизацией узких участков фарфора, к которым припаивается металлическая арматура. Затем она герметично припаивается к корпусу. Сверху к изолятору припаивается металлический колпачок, служащий для присоединения конденсатора к внешней сети. Герметизация переходного соединения металл—фарфор возможна также с помощью резины.
Конструкция проходного фарфорового изолятора
Рис. 1.10. Конструкция проходного фарфорового изолятора (армированного):
1— изолятор; 2 —Колпачок с контактным стержнем: 3- переходное кольцо: 4 --припой
Соединение изолятора с корпусом
Рис. 1.11. Соединение изолятора с корпусом:
1 — изолятор армированным:            2 — корпус: 3 — припой

Недостатком обычно применяемых выводов является их значительная индуктивность. Для ее снижения в импульсных конденсаторах применяются специальные конструкции выводов. В конструкции на рис. 1.12, а собственно выводы I представляют собой медные листы, изогнутые под углом 90°. Они герметично проходят через изоляционную часть 4 крышки Л разделяются изоляционной прокладкой 6 снаружи и бумажно-пропитанной изоляцией 7 внутри конденсатора. Металлическая арматура 5 крышки служит для приварки крышки к стенкам корпуса 8. Шины 3 от секций подводятся к сборным шинам 2, соединенным с выводом 1. Более сложную конструкцию имеет вывод, изображенный на рис. 1.12, б. Он состоит из цилиндра сложного профиля 5, изготовляемого обычно из эпоксидной смолы, и вывода /. С помощью металлического диска 4 цилиндр 3 герметично сваривается с прямоугольной частью крышки корпуса. На диске 4 имеется специальный выступ 5, к которому приваривается контактное кольцо 2, являющееся вторым полюсом вывода.

 


Конструкции малоиндуктивных выводов конденсаторов

Рис. 1.12. Конструкции малоиндуктивных выводов



 
« Силовые кабели   Советское электрооборудование во взрывозащищенном и рудничном исполнении »
электрические сети